Напруга
Електрична напруга - це різниця потенціалів між точками схеми. Сама напруга це
сила, котра викликає струм в схемі. Є два види напруги - постійна та змінна. Зазви- чай батарейки
використовують як джерело живлення.
Одиницею вимірювання напруги є вольт (В). Якщо до схеми приєднюють джере-
ло живлення або до іншого навантаження, тоді струм тече від негативного до пози-
тивного полюсу.
Усі схеми постійного струму мають визначену полярність. З постійна полярності
слідує, що один з контактів схеми завжди буде позитивним, а другий - завжди не-
гативним. У джерел змінного струму напруга постійно змінюється. В проміжку одно-
го півперіода один із полюсів позитивний, а другий негативний. В проміжку наступ-
ного півперіоду раніше позитивний полюс стає негативним, а раніше негативний
стає позитивним. Іншими словами, полярність джерела змінного струму постійно змі-
нюється. Частота змін, поярності в схемах змінного струму вимірюється в герцах,
1 Гц відповідає одному повному коливанні за 1 секунду.
В наших домівках у електромережах діє напруга змінного струму частотою 50 Гц,
тобто його полярність змінюється 50 раз за секунду. Величина, характеризуюча ці
зміни, називається частотою.
Вимірювання напруги відбувається приєднанням щупів мультиметра до негатив-
ного і позитивного полюса джерела напруги.
Струм
Ампер - це одиниця вимірювання струму. Якщо до схеми підєднати джерело на-
пруги, то електрони в ній розпочнуть рух. Щоб струм міг протікати, електричне ко-
ло між позитивними і негативними полюсами джерела живлення повинно бути зам-
кненим, тобто повинна існувати свого роду "дорога" між полюсами джерела напру-
ги. Коли коло незамкнене, струм не тече.
Величина струму залежить від кількості електронів що проходять через певну то-
чку схеми за певний час. Струму в один ампер відповідає близько 6 трильйонів
електронів за секунду. На практиці кількість електронів не вимірюється, а їх рух
виражається в амперах (А). Електрони завжди течуть від негативного до позитив-
ного полюса.
Вимірювання струму відбувається приєднанням щупів амперметра безпосердньо
в коло, по котрому тече струм.
Провідники
Провідником називається матеріал, по котрому може текти електричний струм.
Найкращий приклад провідника - звичайний мідний електричний провідник, по
котрому свобідно без перешкод можуть рухатися електрони. Електропровідність
матеріалів залежить від частоти струму. Матеріал, котрий добре проводить постій-
ний або змінний струм низької частоти, отримує підвищений опір при зростанні ча-
стоти. Зазвичай використовують мідні провідники.
Ідеальних провідників не існує. Будь-який матеріал, який проводить електрич-
ний струм, завжди має певний, хоч і дуже малий, опір. Якщо розглянути мідний
дріт, то його опір підвищується по мірі видовження його довжини. Наприклад, ма-
ленька батарейка дає достатній струм, щоб горіла мініатюрна лампочка. Але якщо
батарейку підєднати до лампочки з допомогою мідного провідника довжиною де-
кількох тисяч метрів, то його опір може виявитися таким великим, що не пропустить
достатній струм для горіння лампочки.
Опір
Опір - це величина, що характеризує протидію матеріала, електричному струму.
Опір вимірюється в омах (Ом). В елетронних схемах використовуються калібровані
опори для обмеження струму. Такі компоненти називаються резисторами.
Потужність
Потужність це робота, яка виконана за одиницю часу. Одиниц. потужності нази-
вають ватт (Вт). P=EL, де P - потужність в ватах, E - напруга у вольтах, і I - струм в
амперах. Наприклад якщо напруга 9 В прикладена до будь-якого компонента або
до усієї схеми і викликає в них струм 0,5 А, то повна потужність буде дорівнювати
9 х 0,5 = 4,5 Вт.
В будь-якому активному опорі, в тому числі і у зєднювальних провідників і у ре-
зисторів, електрична енергія (потужність) виділяється у вигляді тепла, котра під-
вищує температуру резистивного приладу, а потім з допомоги теплопередачі або
випромінювання переходить у повітря або нагріває навколишні прилади. Оскільки
дуже висока температура може призвести до поломки деталей, тому на резисторах
крім номіналу вказують ще потужність 0,25, 0,5, 1 і 2 Вт, і вище.
Потужність у ватах також можна виразити як квадрат струму, помножений на
опір, P = I2R, де R - опір в омах. Таким чином, резистор опором 10 Ом, через котрий
повинен проходити струм 2 А, повинен мати потужність не меншу 22 х 10 Вт, або 40 Вт.
Щоб через резистор пройшов такий струм, до нього потрібно прикласти напругу
20 В, так як E = IR.
Потужність також можна вирахувати по формулам P = V2/R і P = VA, де V - напру-
га у вольтах, а A - струм в амперах.
Ємність
Щоб зрозуміти фізичний зміст терміну електрична ємність, уявимо собі дві металеві
пластини, котрі близько розміщені одна до одної, і не притуляються. Якщо до цих
пластин підєднати джерело живлення, позитивним полюсом до одної, а негативним
до другої, то електрони з батареї потечуть в пластину, зєднану з негативним полю-
сом. Разом з тим відбудеться відтік надмірних електронів з пластини, зєднаною з
позитивним полюсом батареї. Якщо тепер відключити джерело живлення, то на
одній пластині виявиться надлишок, а на другій недостатність електронів, а між
ними збережеться різниця потенціалів. Такі пластини (обкладки) утворюють елек-
тричний конденсатор.
Електрична ємність - це величина, що характеризує здатність утримувати елек-
тричний заряд. Повний заряд це загальна кількість електронів, яка може бути на-
збирана в конденсаторі, пропорційно початковомій напрузі і площам обкладок і за-
лежить від відстані між ними і изоляційного матеріалу (діелектрика), котрий зна-
ходиться між обкладками.
Одиниця вимірювання ємності - фарада (Ф). Фарада - це дуже велика ємність,
котра недосягається в електронних схемах, тому ми зазвичай маємо діло з мікро-
фарадами (мкФ), пікофарадами (пФ) і нанофарадами (нФ).
Конденсатор характеризують ємністю та іншими параметрам.
Індуктивність
Протікання струму через провідник викликає появу магнітного поля, і у цьому по-
лі, що оточує провідник, накопичується енергія. Головна властивість індуктивності,
це те що вона протистоїть зміні протікаючого струму. Якщо в котушці індуктивності
встановленний певний струм, то її індуктивність буде протидіяти як зменшенню, так
і збільшенню величини струму. На відмінно від конденсатора, котрий пропускає змі-
нний і не пропускає постійний струм, котушка індуктивності свобідно пропускає по-
стійний струм і створює опір змінному струмі, тому що він зміннюється швидше, чим
може змінюватися магнітне поле в котушці.
Одиниця вимірювання індуктивності - генрі (Гн).
В залежності від потрібної індуктивності і частоти, на котрій повинна працювати
котушка, вона може мати різні конструкції та виконання. Для високих частот це може
бути проста котушка з декількох витків дроту або котушка, намотана на фе-
ритовому сердечнику. Для звукових частот і частот освітлювальних приладів ко-
тушка індуктивності зазвичай виглядає як НЧ або силовий трансформатор - вона
містить багато витків дроту, намотаних на сердечник зі стальних пластин.
Автор: VitalikV
|
|
|
|
|
Основи радіоелектроніки
